一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法及其设备论文和设计-宋长江

全文摘要

本发明公开了一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法及其设备，属于铸造设备技术领域。本大型铸锭分块多层堆垛铸造方法是将钢液注入带有冷却器的铸造型腔中，待钢液刚好漫过冷却器时再堆垛放入第二个冷却器，依次类推，逐层堆垛，最终可以用于快速生产大型铸件，提高生产效率；此外，本发明还提供一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备包括铸造模具和冷却器，铸造模具上设有成型腔，冷却器放置在成型腔中，冷却器的截面轮廓与成型腔的截面轮廓相同但其高度低于成型腔的高度，冷却器与所需铸造的铸件的材料成分相同，待钢液注入后，钢液迅速和整个冷却器熔为一体，受激冷快速凝固，细化铸件凝固组织，减少成分偏析，提高固溶度，改善铸件的机械性能。

主设计要求

1.一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，包括铸造模具(200)，所述的铸造模具(200)上设有成型腔；其特征在于：还包括冷却器(300)；所述的冷却器(300)放置在成型腔中；其中，冷却器(300)的截面轮廓与成型腔的截面轮廓相同但其高度低于成型腔的高度；所述的冷却器(300)的材料成分与所需铸造的铸件的材料成分相同；所述的铸造模具(200)包括内砂箱(210)、外砂箱(220)和底座(230)；所述的内砂箱(210)和外砂箱(220)均为圆环形结构，其中，外砂箱(220)的半径大于内砂箱(210)的半径；所述的内砂箱(210)和外砂箱(220)竖直设置在底座(230)上；所述的成型腔为内砂箱(210)、外砂箱(220)和底座(230)三者之间构成的环状空间；所述的底座(230)呈圆盘状，底座(230)的半径大于成型腔的半径；所述的冷却器(300)包括冷却架(310)和冷却隔板(320)；所述的冷却架(310)为环形的骨架结构；所述的冷却隔板(320)为多个，竖直地固定在冷却架(310)上；所述的冷却隔板(320)的宽度与成型腔的宽度一致；所述的冷却隔板(320)将铸造模具(200)上的成型腔分为多个小区域，每个小区域均由冷却隔板(320)、内砂箱(210)和外砂箱(220)所围成。

设计方案

所述的铸造模具(200)包括内砂箱(210)、外砂箱(220)和底座(230)；所述的内砂箱(210)和外砂箱(220)均为圆环形结构，其中，外砂箱(220)的半径大于内砂箱(210)的半径；所述的内砂箱(210)和外砂箱(220)竖直设置在底座(230)上；所述的成型腔为内砂箱(210)、外砂箱(220)和底座(230)三者之间构成的环状空间；所述的底座(230)呈圆盘状，底座(230)的半径大于成型腔的半径；

所述的冷却器(300)包括冷却架(310)和冷却隔板(320)；所述的冷却架(310)为环形的骨架结构；所述的冷却隔板(320)为多个，竖直地固定在冷却架(310)上；所述的冷却隔板(320)的宽度与成型腔的宽度一致；所述的冷却隔板(320)将铸造模具(200)上的成型腔分为多个小区域，每个小区域均由冷却隔板(320)、内砂箱(210)和外砂箱(220)所围成。

2.根据权利要求1所述的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其特征在于：在钢液将要漫过或者正在漫过上一个冷却器(300)的顶部时将后续的冷却器(300)堆垛设置在成型腔内上一个冷却器(300)上。

3.根据权利要求1所述的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其特征在于：所述的冷却架(310)包括两个圆环组件(311)和多个支柱(312)；所述的两个圆环组件(311)在竖直空间内平行布设；所述的支柱(312)的上下两端分别与两个圆环组件(311)连接以形成一环形的骨架结构；所述的相邻支柱(312)之间留有间隙；所述的冷却隔板(320)插接在间隙中；其中，冷却隔板(320)的高度与冷却架(310)的高度一致。

4.根据权利要求3所述的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其特征在于：所述的圆环组件(311)包括外环体和内环体；所述的外环体和内环体位于同一水平面上且同轴布设；所述的支柱(312)成对径向布设，分别用于实现两个圆环组件(311)中的外环体与外环体以及内环体与内环体的固定。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其特征在于：还包括布设在铸造模具(200)周围的浇注装置(100)；所述的浇注装置(100)包括中间包(110)、水口系统(120)和支架(130)；所述的水口系统(120)用于将中间包(110)中的钢液输送至成型腔中，所述的支架(130)用于支撑水口系统(120)。

6.根据权利要求5所述的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其特征在于：所述的水口系统(120)包括通管(122)和多个出水管(123)；所述的通管(122)水平布设在铸造模具(200)的周围；所述的支架(130)成对设置，支架(130)的一端分别用于固定通管(122)的两端，另一端固定在地面上；所述的中间包(110)位于通管(122)的上方；所述的中间包(110)为漏斗形，其底部通过设置在通管(122)上侧面的进水口(121)与通管(122)连通；所述的出水管(123)的一端与通管(122)连通，另一端向下倾斜延伸直至端口处的出水口接近铸造模具(200)的成型腔上方偏向外砂箱(220)处；其中出水管(123)与小区域一一对应布设。

7.一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，采用权利要求1所述的大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其步骤为：

a.组装铸造模具(200)，将冷却隔板(320)插进冷却架(310)中组成冷却器(300)；

b.将一个冷却器(300)设置于铸造模具(200)的成型腔中，冷却隔板(320)将铸造模具(200)的型腔均分为多个小区域；

c.中间包(110)中的钢液经过水口系统(120)和多个出水管(123)后，进入成型腔中对应的小区域内；

d.流入每个小区域的钢液迅速与冷却器(300)熔为一体，同时受到激冷的钢液也会快速冷却凝固，与内砂箱(210)、外砂箱(220)和底座(230)接触的钢液也受到激冷迅速凝固，相邻其他区域的钢液也以同样的方式迅速凝固。

8.根据权利要求7所述的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，其特征在于：当待注入的钢液将要漫过或者正在漫过上一个冷却器(300)的顶部时，在铸造模具(200)的型腔中再次放入冷却器(300)，重复步骤c和d，铸造模具(200)的型腔中的钢液继续以较快的凝固速度凝固，直至得到所需厚度的铸件。

设计说明书

技术领域

本发明属于铸造设备技术领域，具体地说，涉及到一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法及其设备。

背景技术

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。铸造工艺在中国也具有悠久的历史，并且已达到相当高的水平。铸造是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式。铸造主要工艺过程包括：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。

在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，使用传统的模铸法将钢水凝固成型仍是当前铸造的主要方法，其中砂型铸造又是在模具法中最为常见。砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是砂型铸造所铸造出来的铸件具有缺陷多，凝固速度慢，组织粗大，铸件质量不稳定，机械性一般，批量生产小等缺点。所以在砂型铸造中，控制凝固过程是开发新型材料和提高铸件质量的重要途径。铸造过程中提高钢液的凝固速度可以使铸件具有凝固组织细化、成分偏析减少、固溶度提高等优点，进而使铸件具有高强度、高韧性等优异的机械性能。

提高钢液的凝固速度，所得到的铸件具有细化凝固组织、减少成分偏析以及提高固溶度等优点，进而提高铸件的机械性能。普通的模铸法是把炼钢炉中或炉外精炼所得到的合格钢水，进过钢包及中间钢包等浇注设备，注入到一定形状或尺寸的钢锭模或结晶器中，使之凝固成钢锭或钢坯。这种钢锭或者钢坯往往因为凝固速度慢而出现组织粗大、铸件质量不稳定、机械性一般、铸造效率低等特点。例如，中国专利申请号为：201610428323.X，公开日为：2016年8月31日的专利文献，公开了一种可调式圆环铸造模具，该装置是利用中模板、中柱和上模板所形成的型腔为铸造空间，仅仅调节中模板的高低来控制铸件大小，并没有其他的有效措施来提高钢液在型腔中的凝固速度，所以所获得的铸件容易出现组织粗大现象，导致机械性能一般。

在铸造过程中既能提高凝固速度又能进行大铸件生产的工艺相对较少。从目前来看，如果进行快速凝固进行铸造，就不能生产大型铸件。例如，中国专利申请号为：201610776030.0，公开日为：2016年12月14日的专利文献，公开了一种模具铸造机，在铸造模具下方安置一个干冰室，等钢液进入模具中后，干冰室内的干冰迅速挥发吸热，降低模具底部温度，使钢液迅速凝固。在刚开始制冷时，干冰吸热能力大，钢液冷却速度过快，凝固时发生收缩，容易产生疏松缩孔，干冰数量有限，随着钢液的凝固件逐渐增大，干冰的制冷效果逐渐降低，铸件的成分和组织越来越不均匀，不能生产尺寸较大的铸件；另一方面，干冰受瞬间高温挥发时具有一定的危险性。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术由于铸造过程中钢液凝固速度慢而引起的组织粗大，质量不稳定，机械性一般以及批量生产量比较小等问题，本发明提供了一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其能够使得钢液的凝固速度提高，细化铸件的凝固组织，减少成分偏析，提高固溶度，改善铸件的机械性能。此外，本发明还提供一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，可以用于快速生产大型铸件，提高生产效率。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，包括铸造模具和冷却器，所述的铸造模具上设有成型腔；所述的冷却器放置在成型腔中；其中，冷却器的截面轮廓与成型腔的截面轮廓相同但其高度低于成型腔的高度；所述的冷却器的材料成分与所需铸造的铸件的材料成分相同。

作为进一步改进，在钢液将要漫过或者正在漫过上一个冷却器的顶部时将后续的冷却器堆垛设置在成型腔内上一个冷却器上。

作为进一步改进，所述的铸造模具包括内砂箱、外砂箱和底座；所述的内砂箱和外砂箱均为圆环形结构，其中，外砂箱的半径大于内砂箱的半径；所述的内砂箱和外砂箱竖直设置在底座上；所述的成型腔为内砂箱、外砂箱和底座三者之间构成的环状空间，所述的底座呈圆盘状，底座的半径大于成型腔的半径。

作为进一步改进，所述的冷却器包括冷却架和冷却隔板；所述的冷却架为环形的骨架结构；所述的冷却隔板为多个，竖直地固定在冷却架上；所述的冷却隔板的宽度与成型腔的宽度一致；所述的冷却隔板将铸造模具上的成型腔分为多个小区域，每个小区域均由冷却隔板、内砂箱和外砂箱所围成。

作为进一步改进，所述的冷却架包括两个圆环组件和多个支柱；所述的两个圆环组件在竖直空间内平行布设；所述的支柱的上下两端分别与两个圆环组件连接以形成一环形的骨架结构；所述的相邻支柱之间留有间隙；所述的冷却隔板插接在间隙中；其中，冷却隔板的高度与冷却架的高度一致。

作为进一步改进，所述的圆环组件包括外环体和内环体；所述的外环体和内环体位于同一水平面上且同轴布设；所述的支柱成对径向布设，分别用于实现两个圆环组件中的外环体与外环体以及内环体与内环体的固定。

作为进一步改进，还包括布设在铸造模具周围的浇注装置；所述的浇注装置包括中间包、水口系统和支架；所述的水口系统用于将中间包中的钢液输送至成型腔中，所述的支架用于支撑水口系统。

作为进一步改进，所述的水口系统包括通管和多个出水管；所述的通管水平布设在铸造模具的周围；所述的支架成对设置，支架的一端分别用于固定通管的两端，另一端固定在地面上；所述的中间包位于通管的上方；所述的中间包为漏斗形，其底部通过设置在通管上侧面的进水口与通管连通；所述的出水管的一端与通管连通，另一端向下倾斜延伸直至端口处的出水口接近铸造模具的成型腔上方偏向外砂箱处；其中出水管与小区域一一对应布设。

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，采用上述的大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，其步骤为：

a.组装砂型铸造模具，将冷却隔板插进冷却架中组成冷却器；

b.将一个冷却器设置于铸造模具的成型腔中，冷却隔板将铸造模具的型腔均分为多个小区域；

c.中间包中的钢液经过水口系统和多个出水管后，进入成型腔中对应的小区域内；

d.流入每个小区域的钢液迅速与冷却器熔为一体，同时受到激冷的钢液也会快速冷却凝固，与内砂箱、外砂箱和底座接触的钢液也受到激冷迅速凝固，相邻其他区域的钢液也以同样的方式迅速凝固。

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，其步骤为：当待注入的钢液将要漫过或者正在漫过上一冷却器的顶部时，在铸造模具的型腔中再次放入冷却器，重复上述步骤c和d，铸造模具的型腔中的钢液继续以较快的凝固速度凝固，直至得到所需厚度的铸件。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，冷却器的材料成分和所需铸造的铸件的材料成分一样，待钢液注入后，钢液迅速和整个冷却器熔为一体，并受激冷快速凝固，产生的铸锭不会引入杂质，与现有技术相比，提高钢液的凝固速度，使铸件具有凝固组织细化、成分偏析减少、固溶度提高等优点，进而使铸件具有高强度、高韧性等优异的机械性能。同时，也克服了现有技术中如果要进行快速凝固铸造，就不能生产大型铸件的缺点；

(2)本发明大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，铸造模具形状是环形带底的圆槽状，浇注装置分布在铸造模具四周，冷却器安置在铸造模具型腔中，布置紧凑，生产占用空间小；铸造模具环形带底圆槽状，容易隔离成多个铸造区域，且相邻铸造区域少，在钢液凝固过程中保证冷却隔板和铸造模具所受热量较少，确保每个小区域的钢液冷却速度快；铸造模具采用砂型铸造，并且高度随时可调，铸造结束后可随时拆除，有利取出铸造完成的大铸件；

(3)本发明大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，冷却器包含冷却架和冷却隔板，接触面积大，热扩散快，钢液凝固速度快；冷却器将铸造模具型腔分为多个小区域，便于使注入每个小区域的钢液受到激冷而迅速凝固，提高生产效率；

(4)本发明大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，浇注装置能够将钢液快速均匀的流入到每个小区域中，有利于每个小区域中钢液受到激冷而迅速凝固，实现分块铸造的目的，提高生产效率；

(5)本发明大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，每个冷却架的整体宽度小于铸造模具的腔体宽度，两个圆环组件均匀分布在铸造模具的型腔中，有利于弥补激冷所带来的的疏松缩孔；冷却隔板的高度与冷却架一致，冷却隔板的宽度与铸造模具腔体宽度一致，便于将钢液分区域冷却凝固；冷却器的整体高度较小，可在铸造模具型腔中以一定的时间间隔连续堆垛多个，以保证钢液始终在一定较快的速度下凝固，可快速生产较大的铸件，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明大型铸锭分块多层堆垛铸造设备的结构示意图；

图2为本发明中浇注装置的结构示意图；

图3为本发明中铸造模具的结构示意图；

图4为本发明中冷却器的结构示意图；

图5为本发明中冷却架的结构示意图；

图6为本发明中通管的结构示意图。

图中：100、浇注装置；110、中间包；120、水口系统；121、进水口；122、通管；1221、连接口；1222、分流腔；1223、分流块；123、出水管；130、支架；200、铸造模具；210、内砂箱；220、外砂箱；230、底座；300、冷却器；310、冷却架；311、圆环组件；312、支柱；320、冷却隔板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1、图3和图4所示，本实施例的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，主要包括浇注装置100、铸造模具200和冷却器300，通过三部分的有机结合实现快速铸造大尺寸铸件的操作。下面对各部分的结构进行较为详细的说明。

铸造模具200作为承载平台，其上设有成型腔，冷却器300放置在成型腔中，布置紧凑，生产占用空间小；其中，冷却器300的截面轮廓与成型腔的截面轮廓相同但其高度低于成型腔的高度，冷却器300的材料成分与所需铸造的铸件的材料成分相同。使用时，钢液注入成型腔后，钢液迅速和整个冷却器300熔为一体，并受激冷快速凝固，产生的铸锭不会引入杂质，与内砂箱210、外砂箱220和底座230接触的钢液也受到激冷迅速凝固；需要说明的是，铸造模具200的高度随时可调，铸造结束后可随时拆除，有利取出铸造完成的大铸件。冷却器300的高度小于成型腔，便于堆垛多个冷却器300，达到分层铸造的目的，使用时，在钢液将要漫过或者正在漫过上一个冷却器300的顶部时将后续的冷却器300堆垛设置在成型腔内上一个冷却器300上；在使钢液快速凝固的同时，也能得到所需厚度的铸件，克服了现有技术中如果要进行快速凝固铸造，就不能生产大型铸件的缺陷，本实施例中，所需铸件的材料成分可以包含的元素及相应的含量为：C 0.03％～3％，Si 0.05％～5.0％，Mn 0.03％～30％，Al 0.03％～12％，V 0.03％-2％，Mo 0.03％-5％，Cr 0.05％～10％，Cu 0.05％～5％，S 0.01％～0.02％，Ni 0.03％～10％，P 0.03％～0.09％，Mg0.06～0.15％，其余为Fe；冷却器300的材料成分与所需铸件的材料成分一致，冷却器300可以由上述材料成分铸造而成，钢液能够以较快的凝固速度凝固，得到的铸件组织细小、成分均匀，具有高强度和高韧性等优异的机械性能。

如图3所示，铸造模具200为环形带底圆槽状，其包括内砂箱210、外砂箱220和底座230,内砂箱210和外砂箱220为同轴布设的圆环形结构，其中，外砂箱220的内径大于内砂箱210的外径,内砂箱210和外砂箱220竖直设置在底座230上，内砂箱210位于外砂箱220的内部,成型腔为内砂箱210、外砂箱220和底座230三者之间构成的环状空间，成型腔用来放置冷却器300和注入钢液共同形成最终的铸件；内砂箱210和外砂箱220的高度一致，并且不受限制，可以铸造出任意高度的铸件；其中，底座230呈圆盘状，底座230的半径大于成型腔的半径，防止漏钢的发生。如图4所示，冷却器300包括冷却架310和冷却隔板320,冷却架310为环形的骨架结构；所述的冷却隔板320为多个，竖直地固定在冷却架310上,冷却隔板320的宽度与成型腔的宽度一致，冷却隔板320将铸造模具200上的成型腔分为多个小区域，使得冷却隔板320与钢液的接触面积大，热扩散快，钢液凝固速度快；每个小区域均由冷却隔板320、内砂箱210和外砂箱220所围成。本实施例中，铸造模具200为环形带底圆槽状，容易隔离成多个铸造区域，并且冷却隔板320的布设方向与铸造模具200的径向方向一致，使得相邻铸造区域少，在钢液凝固过程中保证冷却隔板320和铸造模具200所受热量较少，确保每个小区域的钢液冷却速度快。

如图1所示，浇注装置100为多个，分别均匀布设在铸造模具200周围，有利于钢液快速输出至铸造模具200的成型腔中，提高生产效率；如图2所示，浇注装置100包括中间包110、水口系统120和支架130，中间包110用于容纳钢液，水口系统120用于将中间包110中的钢液同时输送至成型腔中的每个小区域内，使钢液均匀快速的流入铸造模具200的成型腔中，有利于每个小区域中钢液受到激冷而迅速凝固，实现分块铸造的目的，提高生产效率；支架130用于支撑水口系统120，进而支撑整个浇注装置100。

水口系统120包括通管122和多个出水管123，通管122水平布设在铸造模具200的周围，支架130成对设置，支架130可以为一柱体，其一端分别用于固定通管122的两端，另一端固定在地面上，中间包110位于通管122的上方，中间包110为漏斗形，其上方开口可以为多边形，比如六角形；中间包110的底部通过设置在通管122上侧面的进水口121与通管122连通，出水管123的一端与通管122连通，另一端向下倾斜延伸直至端口处的出水口接近铸造模具200的成型腔上方偏向外砂箱220处，便于随时在铸造模具200的成型腔体中放置冷却器300；其中出水管123与小区域一一对应布设。在本实施例中的冷却隔板320为十六个，将铸造模具200的成型腔分成十六个小区域，浇注装置100有四个，每个浇注装置100中水口系统120的出水管123均为四个，每个出水管123上的出水口大小相同且相互之间等距离设置，并与十六个小区域一一对应，使钢液均匀快速的流入铸造模具200的成型腔中，有利于每个小区域中钢液受到激冷而迅速凝固，实现分块铸造的目的，提高生产效率，与现有技术相比，极大地提高了铸件的机械性能。

值得说明的是，当出水管123的数量较多时，通管122中的钢液没有限制而自由进入每个出水管123中，就会导致小区域的钢液的体积不一致，每个小区域中的钢液凝固速度也会不同，会对整个铸件的整体性产生不利影响。如图6所示，通管122上与出水管123连接的部位为连接口1221，通管122内部设有分流腔1222和分流块1223，分流块1223位于进水口121正下方，其顶部中心为左右对称凸起结构，能够将中间包110进入的钢液通过管道分流至位于分流块1223左右两侧的分流腔1222内，两个连接口1221分别位于分流腔1222底部，以便使得每个分流腔1222中的钢液流入出水管123中的体积相对一致，进而保证流入每个小区域的钢液的体积相对一致；其中管道的流出的钢液以竖直向下的方向进入分流腔1222的中间位置，两个连接口1221与分流腔1222的中间位置的距离相同；此外，出水管123中的钢液流出速度不同，也会导致每个小区域中的钢液凝固速度不一致，对整个铸件的整体性产生不利影响，而且，也会影响生产效率；因此，本实施例中的通管122为弧状结构，使得每个连接口1221与对应的小区域之间的距离相同，出水管123长度相等，出水口大小相同且与对应的小区域之间的距离相等，使得出水管123中的钢液流出速度相对一致，保证了每个小区域中的钢液凝固速度一致，提高了铸件的整体性，也有利于提高生产效率。

实施例2

本实施例的一种大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，在实施例1的结构基础上进行进一步改进，如图4和图5所示，冷却架310包括两个圆环组件311和多个支柱312，两个圆环组件311在竖直空间内平行布设，支柱312的上下两端分别与两个圆环组件311连接以形成一环形的骨架结构，相邻支柱312之间留有间隙，冷却隔板320插接在该间隙中。

圆环组件311包括外环体和内环体，外环体和内环体位于同一水平面上且同轴布设，支柱312成对径向布设，分别用于实现两个圆环组件311中的外环体与外环体以及内环体与内环体的固定。本实施例中，每个冷却架310的整体宽度小于铸造模具200上的成型腔体宽度，两个圆环组件311上的外环体和内环体均匀分布在铸造模具200上的成型腔中，有利于弥补激冷所带来的的疏松缩孔；冷却隔板320的高度与冷却架310一致，便于下一个冷却器300的堆垛，冷却隔板320的宽度与铸造模具200的成型腔体宽度一致，便于将钢液分区域冷却凝固；冷却器300的整体高度较小，可在铸造模具200的成型腔中以一定的时间间隔连续堆垛多个，以保证钢液始终在一定较快的速度下凝固，可快速生产较大的铸件，提高生产效率。

此外，铸造模具200可以由型砂构成，比如，铸造模具200的内砂箱210、外砂箱220和底座230都是由硅砂、粘结剂和水等材料按一定比例混合而成的型砂，具有一定的强度、透气性、耐火性和退让性。

实施例3

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，采用实施例1中的所述的大型铸锭分块多层堆垛铸造设备，下面是对其进行具体说明。

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法，其步骤为：

a.组装砂型铸造模具200，将冷却隔板320插进冷却架310中组成冷却器300；

b.将一个冷却器300放置于铸造模具200的成型腔中，冷却隔板320将铸造模具200的型腔均分为多个小区域；

c.中间包110中的钢液经过水口系统120和多个出水管123后，分散进入成型腔中对应的小区域内；

d.流入每个小区域的钢液迅速与冷却器300熔为一体，同时受到激冷的钢液也会快速冷却凝固，与内砂箱210、外砂箱220和底座230接触的钢液也受到激冷迅速凝固，相邻其他区域的钢液也以同样的方式迅速凝固；

e.当待注入的钢液将要漫过或者正在漫过上一冷却器300的顶部时，在铸造模具200的型腔中再次放入冷却器300，重复上述步骤c和d，铸造模具200的型腔中的钢液继续以较快的凝固速度凝固，直至得到所需厚度的铸件。

由此可见，该大型铸锭分块多层堆垛铸造方法简单方便，成型腔中的钢液能够以较快的凝固速度凝固，使铸件具有凝固组织细化、成分偏析减少、固溶度提高等优点，进而使铸件具有高强度、高韧性等优异的机械性能，此外，分别通过分块铸造与多层堆垛的技术手段，在保证钢液始终在一定较快的速度下凝固的同时，也能够快速生产较大的铸件，提高生产效率。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

设计图

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法及其设备论文和设计

一种大型铸锭分块多层堆垛铸造方法及其设备论文和设计-宋长江

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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